2.4. Расчёт выходного усилителя
Пусть требуемое выходное напряжение устройства выделения второй гармоники Uвых треб = 5 В (амплитудное значение). Из предыдущих расчетов известно, что амплитуда напряжения второй гармоники Um2 = 0,414 В. Тогда амплитуда напряжения на выходе фильтра будет:
Uвых.ф = Um2 ∙ |H(jf0)| = 0,414 ∙ 1 = 0,414 В.
Требуемый коэффициент усиления
K = Uвых треб/ Uвых ф = 5/0,414 = 12.
Выбирем схему 1 из таблицы 3.7 и зададимся значением R1 = 3 кОм; тогда R2 = К ∙ R1 = 12 ∙ 3 = 36 кОм.
а)
б)
Рис. 2.15
Таблица 2.2 Результаты расчета характеристик фильтра
|
|
3
|
2
|
min1
|
max1
|
0 |
max2 |
min2 |
2
|
3 | |
|
рад/с
|
100531 |
115257 |
116598 |
120344 |
125664 |
131218 |
135433 |
137007 |
157080 | |
|
, кГц |
16,0 |
18,35 |
18,57 |
19,16 |
20,0 |
20,89 |
21,57 |
21,82 |
25,0 | |
|
|Н(j)|1
|
0,3 |
0,707 |
0,79 |
1,12 |
1,597 |
1,12 |
0,79 |
0,707 |
0,3 | |
|
|Н(j)|2 |
0,5 |
3,45 |
3,22 |
1,639 |
0,86 |
0,576 |
0,462 |
0,43 |
0,24 | |
|
|Н(j)|3 |
0,2 |
0,365 |
0,391 |
0,486 |
0,728 |
1,38 |
2,736 |
2,92 |
0,44 | |
|
A1, дБ |
10,1 |
3 |
2 |
-0,984 |
-4 |
-0,984 |
2 |
3 |
10,4 | |
|
А,2 дБ |
6,02 |
-10,7 |
-10,15 |
-4,29 |
1,31 |
4,796 |
6,7 |
7,30 |
12,4 | |
|
А3, дБ |
13,9 |
8,70 |
8,15 |
6,26 |
2,70 |
-2,79 |
-8,7 |
-9,3 |
7,20 | |
|
|Н(j)| фильт. |
0,03 |
0,89 |
1 |
0,89 |
1 |
0.89 |
1 |
0.89 |
0,03 | |
|
Афильт дБ |
30 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
30 | |
2.5. Составление принципиальной схемы устройства
После окончания расчетов отдельных узлов необходимо составить полную принципиальную схему устройства.
При вычерчивании принципиальной схемы следует руководствоваться соответствующими ГОСТами, с которыми можно ознакомиться в библиотеке.
Помните, что наряду с оформлением пояснительной записки, нужно изготовить чертеж форматом А3, на который и выносится схема устройства. Этот чертеж подшивается к пояснительной записке и используется при защите курсовой работы.
Расчетные значения элементов схемы следует округлять до ближайших значений из ряда номинальных величин резисторов, конденсаторов и индуктивностей [8]. Однако для некоторых схем требуется точный подбор элементов. К таким схемам относятся фильтры.
Принципиальная схема должна сопровождаться перечнем элементов – Спецификацией, выполняемой в соответствии с ГОСТом.
3. Справочный раздел
|
схема «а»
|
Rб>>R Cp>>C Ri>>Rk Rk<<R |
|
схема «б»
|
Cp>>C Ri>>Rk Rk<<R |
Рис. 3.1. Схемы автогенераторов
а)
б)
в)
Рис. 3.2. Схемы нелинейных преобразователей
Таблица 3.1. Передаточная функция генератора на рис. 3.1а в режиме стационарных колебаний
|
Передаточная функция цепи прямой связи |
Передаточная функция пени обратной связи |
|
1 |
2 |
|
|
|
Таблица 3.2. Входные и выходные характеристики
биполярных транзисторов
|
Транзисторы |
Входные характеристики |
Выходные характристики |
|
1 |
2 |
3 |
|
КТ301, КТ301Б, КТ301В, КТ301Г, КТ301Д |
|
КТ301, КТ301В, КТ301Д –ΔIБ=25 мкА КТ301Б, КТ301Г –ΔIБ=50 мкА |
|
КТ312А, КТ312Б КТ312В |
|
КТ312А, КТ312Б – ΔIБ = 0,1 мА; КТ312В – ΔIБ = 0,05 мА |
Таблица 3.2 (продолжение)
|
1 |
2 |
3 |
|
2Т658А 2Т658В |
|
|
|
KТ928А, KТ928Б |
IБ,
мА
80
60
40
20
0
UБЭ,
В 0,7 0,8 |
|
Таблица 3.3. Проходные ВАХ нелинейных элементов
|
Биполярные транзисторы |
Полевые транзисторы |
|
|
|
Таблица 3.3 (продолжение)
|
Биполярные транзисторы |
Полевые транзисторы | |
|
|
| |
|
|
| |
|
Диоды | ||
|
|
| |
Таблица 3.3 (продолжение)
|
Диоды | |
|
|
|
Таблица 3.4. Методы временного и частотного анализа нелинейных электрических цепей
|
Методы анализа |
Метод угла отсечки |
Метод тригонометрических формул кратного аргумента |
|
Аппрок-симация ВАХ нелиней-ного элемента |
кусочно - линейная
S- крутизна ВАХ Uomc- напряжение отсечки |
степенным полиномом i(u)=a0+a1(u-U0)+a2(u-U0)2 + … +aK(u-U0)K
|
|
Ампли-туды спект-ральных состав-ляющих тока |
|
. . . |
|
Угол отсечки |
|
_______ |
|
Таблица 3.4 (продолжение) | ||
|
Функции Берга |
0()
=
1()
=
. . .
2()= |
_______ |
|
Ток, проте-кающий через НЭ |
| |
Таблица 3.5. Полюсы передаточной функции НЧ-прототипа
|
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
0,1 |
-1,186192 j1,380960 |
-0,969407 0,484705 j1,206160 |
-0,637736 j0,465001 -0,264158 j1,122613 |
-0,538918 -0,435994 j0,667707 -0,166535 j1,080374 |
-0,428045 j0,283094 -0,313351 j0,773342 -0,114694 j1,056520 |
-0,376780 -0,339467 j0,463660 -0,234919 j0,835487 -0,083842 j1,041834 |
-0,321652 j0,205313 -0,272684 j0,584684 -0,182201 j0,875042 -0,063981 j1,032182 |
|
0,2 |
-0,963543 j1,195163 |
-0,814634 -0,407317 j1,11701 |
-0,542741 j0,443831 -0,224810 j1,071505 |
-0,461140 -0,373070 j0,647338 -0,142500 j1,047415 |
-0,367698 j0,276937 -0,269174 j0,756607 -0,098524 j1,033545 |
-0,324312 -0,292195 j0,456131 -0,202205 j0,821920 -0,072166 j1,024917 |
-0,277224 j0,202734 -0,235019 j0,577337 -0,157035 j0,864046 -0,055143 j1,019212 |
|
0,5 |
-0,712812 j1,004043 |
-0,626457 -0,313228 j1,021928 |
-0,175353 j1,016253 -0,423340 j0,420946 |
-0,362320 -0,111963 j1,011557 -0,293123 j0,625177 |
-0,077650 j1,008461 -0,212144 j0,738245 -0,289794 j0,270216 |
-0,256170 -0,057003 j1,006409 -0,159719 j0,807077 -0,230801 j0,447894 |
-0,043620 j1,005002 -0,124210 j0,852000 -0,185908 j0,569288 -0,219293 j0,199907 |
|
Таблица 3.5 (продолжение) | |||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1,0 |
-0,548867 j0,895129 |
-0,494171 -0,247085 j0,965999 |
-0,139536 j0,983379 -0,336870 j0,407329 |
-0,289493 -0,089458 j0,990107 -0,234205 j0,611920 |
-0,062181 j0,993411 -0,169882 j0,727227 -0,232063 j0,266184 |
-0,205414 -0,045709 j0,995284 -0,128074 j0,798156 -0,185072 j0,442943 |
-0,035008 j0,996451 -0,099695 j0,844751 -0,149204 j0,564444 -0,175998 j0,198207 |
|
3,0 |
-0,321797 j0,776887 |
-0,29862 -0,14931 j0,903813 |
-0,205222 j0,392010 -0,085006 j0,946398 |
-0,177188 -0,143348 j0,596941 -0,054754 j0,965871 |
-0,142401 j0,261616 -0,104245 j0,714750 -0,038156 j0,976366 |
-0,126243 -0,113741 j0,437328 -0,078711 j0,788037 j0,982666 |
-0,108273 j0,196275 -0,091790 j0,558945 -0,061332 j0,836527 j0,986743 |
N
Таблица 3.6. Звенья полосового фильтра
|
№ |
Q |
Схема и передаточная функция |
|
1 |
2 |
3 |
|
1 |
≤10 |
Задаваться:
|
,
Таблица 3.6 (продолжение)
|
1 |
2 |
3 |
|
2 |
≤10 |
Задаваться:
|
|
3 |
>10 |
Задаваться:
|
,
Таблица 3.7. Схемы усилителей
|
№ |
Схема |
Коэффициент передачи |
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
.
Таблица 3.8. Нормированные частоты максимальных и минимальных
значений ослабления фильтра в ПЭП
|
n |
kmin |
kmax |
|
1 |
0 |
1 |
|
2 |
0,707 |
0; 1 |
|
3 |
0; 0,866 |
0,5; 1 |
|
4 |
0,383; 0,924 |
0; 0,707; 1 |
|
5 |
0; 0,588; 0,951 |
0,309; 0,809; 1 |
|
6 |
0,259; 0,707; 0,966 |
0; 0,5; 0,866; 1 |
|
7 |
0; 0,434; 0,782; 0,975 |
0,222; 0,623; 0,901; 1 |
|
8 |
0,195; 0,556; 0,831; 0,981 |
0; 0,383; 0,707; 0,924; 1 |
ЛИТЕРАТУРА
Основная:
Гуляев В.П. Расчет элементов и узлов аппаратуры связи: Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Основы теории цепей»/ В.П. Гуляев, С.М. Зраенко, Е.И. Ковалев – Екатеринбург: УрТИСИ ГОУ ВПО СибГУТИ, 2005.
Бакалов В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов/ В.П.Бакалов, В.Ф. Дмитриков, Б.И. Крук. – М.: Радио и связь, 2005.
Дмитриев В.Н. Основы теории цепей. Учеб, 2008.
Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов/ С.И.Баскаков. - М.: Высшая школа, 2005.
Дополнительная:
Гуляев В.П. Методические указания к курсовой работе «Расчет элементов и узлов аппаратуры связи». – Екатеринбург: УФ СибГАТИ, 1998.
Крук Б. И., Журавлева О.Б., Сметанина М.И. Методические указания к курсовой работе «Расчет элементов и узлов аппаратуры связи». – Новосибирск: СибГАТИ, 1997.
Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы/ И.С. Гоноровский, В.П. Демин - М.: Высшая школа, 1986.
Расчет и проектирование линейных аналоговых ARC-устройств: Пособие по курсовому и дипломному проектированию. Под ред. А.А. Ланнэ. – Л.: 1980.
Справочник по схемотехнике для радиолюбителей. Под ред. Боровского В.П. – Киев: Техника, 1989.